是钢铁什么时候呈现脆性破坏

Ⅰ 钢材具有较好的塑性和韧性，为什么还发生脆性破坏

钢材的塑性和韧性是两个概念，虽然它们之间有一定的联系，但影响它们的机理不同。也就是说，相同塑性的钢材，它们的韧性可能有很大差异。
脆性破坏的原因很多，比如晶界上偏聚了脆性相，容易发生沿晶脆断；在较低温度下，钢材（奥氏体不锈钢除外）一般会发生脆性破坏，这是由于铁素体的体心立方的晶体结构决定的，所以超低温容器的钢材一般采用不锈钢制造。

Ⅱ 请问钢材的低温冷脆性，影响脆性破坏的因素是哪些

低温冷脆性是指钢在低温状态下由韧性转化为脆性进而发生破坏的现象。影响低温脆性的因素很多,它不仅取决于晶格类型,还受材料的成分、组织等因素的影响.分别讨论材料成分、晶粒尺寸、显微组织对低温脆性转变温度的影响。可以从两个方面来解释：宏观上材料的断裂强度与屈服强度与温度有关系，对称度低的金属这个特点就更明显，一般是材料的断裂强度随温度的降低而减小，屈服强度会增加。这两个函数在脆韧转变温度处相交，在这个温度以下材料的屈服强度比断裂强度大，因此材料在受力时还未发生屈服便断裂了，材料显示脆性。
从微观机制来看低温脆性与位错在晶体点阵中运动的阻力有关，阻力增大，则材料屈服强度也相应增加，因为材料在塑性变形时主要依靠位错运动来完成的。对对称性低的金属，合金而言，温度降低位错运动的点阵阻力增加，原子热激活能力下降。因此材料屈服强度增加。
影响材料脆韧转变的因素有：
1．晶体结构，对称性低的体心立方以及密排六方金属，合金转变温度高，材料脆性断裂趋势明显，塑性差；
2．化学成分，能够使材料硬度，强度提高的杂质或者合金元素都会引起材料塑性和韧性变差，材料脆性提高；
3．显微组织，显微组织包含以下几个方面的影响：晶粒大小，细化晶粒可以同时提高材料的强度和塑性，韧性。细化晶粒提高材料韧性原因为,细化晶粒可以使基体变形更加均匀，晶界增多可以有效的阻止裂纹的扩张，因塑性变形引起的位错的塞积因晶界面积很大也不会很大，可以防止裂纹的产生；金相组织；
4．温度的影响：温度影响晶体中存在的杂质原子的热激活扩散过程，定扎位错原子气团的形成会使得材料塑性变差。
5．加载速度的影响：提高加载速度如同降低材料的温度，使得材料塑性变差，脆化温度升高。
6．试样形状以及尺寸的影响。

Ⅲ 钢结构材料的破坏形式有哪几种破坏特点

1、结构的塑性破坏：随着荷载的不断增加，结构构件截面上的内力达到截面的极限承载力时，结构将形成机构，丧失承载能力而破坏。由于结构钢材的延性性能好，在超静定结构中，一个截面形成塑性铰并不标志结构丧失承载能力，可以利用其延性特征，即内力塑性重分布，这样结构在破坏时会出现明显变形，容易被察觉和采取措施防止破坏。

2、结构的疲劳破坏：钢结构和钢构件在连续反复荷载作用下会发生疲劳破坏，主要分为裂纹的扩展和最后断裂两个阶段。裂纹的扩展是十分缓慢的，而断裂是裂纹扩展到一定尺寸时瞬间完成的。在裂纹扩展部分，断口因经反复荷载频繁作用的磨合，表面光滑，而瞬间断裂的裂口部分比较粗糙并呈颗粒状，具有脆性断裂的特征。

3、结构的脆性断裂破坏：结构的脆性断裂破坏前通常结构没有明显征兆，如异样和明显的变形等，脆性断裂破坏时，荷载可能很小，甚至没有外荷载作用。脆性断裂一般突然发生，瞬间破坏，来不及补救，结构破坏的危险性大。

4、结构的整体失稳破坏：结构整体失稳破坏是结构所承受的外荷载尚未达到按强度计算达到的结构强度破坏荷载时，结构已不能承载并产生较大的变形，整个结构偏离原来的平衡位置而碾坏。钢构件的整体失稳因截面形式的不同和受力状态的不同可以有各种形式。

5、结构的局部失稳破坏：结构和构件局部失稳是指结构和构件在保持整体稳定的条件下，结构中的局部构件或构件中的板件在外荷载的作用下而失去稳定。这些局部构件在结构中可以是受压的柱和受弯的梁;在构件中可以是受压的翼缘板和受压的腹板。当发生局部失稳时，一般整个结构或构件并不会完全丧失承载能力，具有屈曲后强度。

钢结构材料的破坏特点：

钢结构设计的目的是满足各种功能要求，应做到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量。这些要求都必须在钢结构不发生破坏的情况下才能做到。因此设计者只有对钢结构可能发生的各种破坏形式有十分清楚的了解，才能采取有效的措施来防止任一种破坏形式的发生。

钢结构的破坏主要是由材料破坏和结构本身的失稳破坏引起。材料破坏引起的主要有结构的塑性破坏、脆性断裂破坏和疲劳破坏。失稳破坏主要有结构的整体失稳和局部失稳破坏。

Ⅳ 钢材性能随着含碳量什么增加,什么下降

钢材性能一般情况下随着含碳量增加，塑性和韧性逐渐降低；而含碳量减少，强度和硬度逐渐降低。

Ⅳ 钢结构材料的破坏形式有哪几种破坏特点

钢材的破坏分塑性破坏和脆性破坏两种：
（1）塑性破坏：塑性变形很大，经历时间又较长的破坏称塑性破坏。断裂时断口与作用力方向呈45°，且呈纤维状，色泽发暗；
（2）脆性破坏：几乎不出现塑性变形的突然破坏称脆性破坏。断裂时断口平齐，呈有光泽的晶粒状。脆性破坏危险性大，必须加以重视。

Ⅵ 引起钢材脆性破坏的主要因素有哪些应如何防止脆性破坏的发生呢

钢材的破坏分塑性破坏和脆性破坏两种。

脆性破坏：加载后，无明显变形，因此破坏前无预兆，断裂时断口平齐，呈有光泽的晶粒状。脆性破坏危险性大。

影响脆性破坏的因素
1.化学成分
2.冶金缺陷（偏析、非金属夹杂、裂纹、起层）
3.温度（热脆、低温冷脆）
4.冷作硬化
5.时效硬化
6.应力集中
7.同号三向主应力状态

1 ) 钢材质量差、厚度大：钢材的碳、硫、磷、氧、氮等元素含量过高,晶粒较粗,夹杂物等冶金缺陷严重,韧性差等；较厚的钢材辊轧次数较少，材质差、韧性低，可能存在较多的冶金缺陷。
(2) 结构或构件构造不合理：孔洞、缺口或截面改变急剧或布置不当等使应力集中严重。
(3) 制造安装质量差：焊接、安装工艺不合理,焊缝交错,焊接缺陷大,残余应力严重；冷加工引起的应变硬化和随后出现的应变时效使钢材变脆。
(4) 结构受有较大动力荷载或反复荷载作用：但荷载在结构上作用速度很快时（如吊车行进时由于轨缝处高差而造成对吊车梁的冲击作用和地震作用等），材料的应力- 应变特性就要发生很大的改变。随着加荷速度增大,屈服点将提高而韧性降低。特别是和缺陷、应力集中、低温等因素同时作用时,材料的脆性将显著增加。
（5）在较低环境温度下工作：当温度从常温开始下降肘,材料的缺口韧性将随之降低,材料逐渐变脆。这种性质称为低温冷脆。不同的钢种,向脆性转化的温度并不相同。同一种材料,也会由于缺口形状的尖锐程度不同,而在不同温度下发生脆性断裂。

为了防止钢材的脆性断裂，可以从以下几个方面着手：
1、裂纹
当焊接结构的板厚较大时（大于25mm），如果含碳量高，连接内部有约束作用，焊肉外形不适当，或冷却过快，都有可能在焊后出现裂纹，从而产生断裂破坏。针对这个问题，把碳控制在0.22%左右，同时在焊接工艺上增加预热措施使焊缝冷却缓慢，解决了断裂问题。
焊缝冷却时收缩作用受到约束，有可能促使它出现裂纹。措施是：在两板之间垫上软钢丝留出缝隙，焊缝有收缩余地，裂纹就不会出现。
把角焊缝的表面作成凹形，有利于缓和应力集中。凹形表面的焊缝，焊后比凸形的容易开裂，原因是凹形缝的表面有较大的收缩拉应力，并且在45°截面上焊缝厚度最小。凸形缝表面拉力不大，而45°截面又有所增强，情况要好的多。在凹形焊缝开裂的条件下，改用凸形焊缝，就不再开裂。
2、应力
考察断裂问题时，应力是构件的实际应力，它不仅和荷载的大小有关，也和构造形状及施焊条件有关。几何形状和尺寸的突然变化造成应力集中，使局部应力增高，对脆性破坏最为危险。施焊过程造成构件内的残余拉应力，也是不利的。因此，避免焊缝过于集中和避免截面突然变化，都有助于防止脆性断裂。
3、材料选用
为了防止脆性断裂，结构的材料应该具有一定的韧性。材料断裂时吸收的能量和温度有密切关系。吸收的能量可以划分为三个区域，即变形是塑性的、弹塑性的和弹性的。要求材料的韧性不低于弹性，以避免出现完全脆性的断裂，也没有必要高于弹塑性，对钢材要求太高，必然会提高造价。钢材的厚度对它的韧性也有影响。厚钢板的韧性低于薄钢板。
4、构造细部
发生脆性断裂的原因是存在和焊缝相交的构造缝隙，或相当于构造缝隙的未透焊缝。构造焊缝相当于狭长的裂纹，造成高度的应力集中，焊缝则造成高额残余拉应力并使近旁金属因热塑变形而时效硬化，提高脆性。低温地区结构的构造细部应该保证焊缝能够焊透。因此，设计时必须注意焊缝的施工条件，以保证施焊方便，能够焊透。